? ? ?主動噪聲控制（ANC）已成為一種廣泛使用的降噪技術。基本原理是通過產生與外界噪音相等的反向聲波，將噪音中和，從而達到降噪的效果。ANC系統通常包括以下幾個部分：參考麥克風、處理芯片、揚聲器和誤差麥克風。參考麥克風用于捕捉環境中的噪聲信號；處理芯片則分析這些噪聲曲線，并生成相應的反向聲波；揚聲器產生這些反向聲波；誤差麥克風則用于檢測實際產生的反向聲波與噪聲之間的差異，以便進一步調整。

? ? ?提高參考信號質量對于ANC系統中自適應算法的有效性至關重要。已經提出了多種方法來提高參考信號的質量，如使用多個參考麥克風的多參考方法來提供全面的聲學信息或麥克風陣列的噪聲分離技術，為控制濾波器提供分離的參考信號。

ANC主動降噪

? ? ? 無線技術的創新為提高信號質量提供了另一種方法，將無線傳輸與ANC集成，利用無線傳輸速度超過聲音，為ANC控制器提供高級信號接收和處理時間。策略包括將無線發射器放置在房間門口以捕獲傳入的參考信號，以及將發射器放置在噪聲源附近。或者，無線技術已被用于傳輸錯誤信號和由自適應濾波器處理的控制信號。本文提供在無線ANC技術中使用的自適應算法的綜合概述。

1. 1、與無線技術配合使用的各類 ANC 算法

2. 1.1?Filtered-X 最小均方算法

FxLMS 算法的核心思想是通過自適應調整濾波器的系數，以最小化輸出信號與期望信號之間的均方誤差（MSE）。其基本結構包括一個前饋系統、一個反饋系統和一個濾波器。前饋系統產生原始噪聲信號，反饋系統產生估計的次級路徑信號，而濾波器則用于調整這兩個信號之間的關系。尤其是在窄帶噪聲抑制和主動脈沖噪聲控制方面表現出色。

1.2?無線前瞻感知 ANC（WLANC）

無線前瞻感知ANC（WLANC）技術的工作原理主要基于其空口通信原理，特別是CSMA/CA（Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance）機制。這種機制允許設備在發送數據之前監聽媒體狀態，以避免數據傳輸沖突。在 WLANC 的實現中，無線麥克風放置在房間門口接收參考信號，并比聲音通過空氣傳播更快地將其傳輸到控制濾波器。為了利用參考信號的未來樣本，應用無線前瞻感知 ANC（WLANC）模型來更新控制濾波器： w_k(n + 1) = w_k(n) + \mu x'(n + k)e(n)。

無線網絡化自適應 ANC 與數字孿生 FXLMS 算法（WANC-DT）

在WANC-DT中，FXLMS算法被集成到數字孿生模型中，以實現更精確的噪聲控制。通過使用差分麥克風陣列提供誤差信號的反饋，可以進一步提高系統的性能。

???????1.3?基于相干性選擇技術的無線 ANC (WANC-CBS)

在WANC-CBS技術中，相干性選擇是一個關鍵環節。相干性是指兩個或多個信號在時間或頻率上的相關性。使用相干性選擇技術，根據參考信號與噪聲之間的相干性，選擇對噪聲貢獻大的參考信號，丟棄相干性低的參考信號，以避免不必要的計算。相干性選擇通過計算參考信號與估計噪聲之間的相干性，根據設定的閾值選擇高相干性的參考信號。

???????1.4?基于相干性權重確定技術的無線 ANC (WANC-CWD)

為了最大限度地發揮無線參考信號的潛力，提出了一種基于相干性權重確定 (CWD) 技術。使用相干性權重確定技術，根據參考信號與噪聲之間的相干性為各個參考信號賦予不同權重，而非簡單選擇或丟棄參考信號；相干性權重由參考信號與噪聲之間的相干性計算得出，權重值與相干性成正比，以最大化利用無線參考信號。通過對相干性高的參考信號賦予更大的權重，提高噪聲抑制性能。

???????1.5?帶錯誤分離模塊的無線混合 ANC (WHANC-ESM)

無線麥克風只能衰減已經識別的噪聲，它無法應對環境中意外發生的噪聲。為了克服這個限制并提高降噪性能，采用了一種結合無線和傳統麥克風的混合方法。

• 使用錯誤分離模塊(ESM)將誤差信號分離，為無線參考信號和傳統參考信號分別生成獨立的誤差信號。
• 使用無線參考信號生成前饋控制信號，傳統參考信號生成反饋控制信號。
• 前饋控制信號處理可識別噪聲，反饋控制信號處理突發無關噪聲。
• ESM提高了控制濾波器的收斂速度。
• 需要額外增加傳統麥克風和ESM，增加了系統的計算復雜度。

???????1.6?帶固定-自適應控制選擇技術的無線混合 ANC (WHANC-FAS)

帶固定-自適應控制選擇技術的無線混合ANC(WHANC-FAS)是一種結合了前饋和反饋結構的無線混合ANC系統。它通過前饋控制濾波器處理無線參考信號，而反饋控制濾波器則用于衰減無關噪聲。

2、無線ANC的應用

? ? ?無線 ANC 中的時域和頻域前瞻感知算法提供了先進的參考樣本以增強收斂速度。數字孿生 FXLMS 算法利用本地和云端控制器來最小化本地的計算復雜性。然而，這兩種方法都使用了混合參考信號，這降低了降噪性能。對于可以提前識別的噪聲源，應用了基于相干性選擇和基于相干性權重確定的無線 ANC，它們具有高參考信號干擾比。此外，為了應對環境中的意外噪聲，錯誤分離模塊和固定-自適應控制選擇被整合到無線混合 ANC 中，增加了計算復雜性。這些進步擴大了無線 ANC 在設備如耳塞、耳機、頭枕和窗戶中的應用。隨著物聯網網絡和無線技術的不斷發展，預計無線 ANC 會有進一步的改進和更廣泛的應用。

• 無線ANC耳機：利用無線接收器捕獲參考信號、控制信號和誤差信號。無線發射器靠近噪聲源以提供更準確的參考信號，從而提升降噪性能。
• 無線ANC頭枕：在車內，將無線麥克風放置在車內地板上，用于捕獲參考信號并傳輸到頭枕內的控制濾波器，從而提高噪聲控制效果。
• 無線ANC窗戶：無線 ANC 的概念已適應用于住宅窗戶，實現整個窗戶的全面噪聲控制。位于窗戶附近的 ANC 控制器生成控制信號以衰減噪聲。無線麥克風可以放置在任何地方，捕獲潛在噪聲并將參考信號傳輸給多個 ANC 控制器，從而在整個建筑物中實現噪聲減少。此外，使用無線麥克風允許 ANC 窗戶無論窗戶是開著還是關著都能減少噪聲，因為無線信號可以穿透玻璃和墻壁。
• 無線ANC嬰兒培養箱：利用無線技術獲取更準確的參考信號，提高培養箱內的噪聲控制效果。